高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三板塊 專題八 水溶液中的離子平衡 跟蹤檢測(cè)(二十四)水的電離和溶液的酸堿性
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高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三板塊 專題八 水溶液中的離子平衡 跟蹤檢測(cè)(二十四)水的電離和溶液的酸堿性
高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三板塊 專題八 水溶液中的離子平衡 跟蹤檢測(cè)(二十四)水的電離和溶液的酸堿性
1.用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液,下列各操作中,不會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差的是( )
A.用蒸餾水洗凈滴定管后,裝入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸進(jìn)行滴定
B.用蒸餾水洗凈錐形瓶后,再用NaOH溶液潤(rùn)洗,而后裝入一定體積的NaOH溶液
C.用堿式滴定管量取10.00 mL NaOH溶液放入用蒸餾水洗凈的錐形瓶中,再加入適量蒸餾水進(jìn)行滴定
D.改用移液管量取10.00 mL NaOH溶液,放入錐形瓶后,把移液管尖嘴處液體吹入
解析:選C 由c(測(cè))=c(標(biāo))V(標(biāo))/V(測(cè)),由于c(標(biāo))、V(待)均為定值,所以c(測(cè))的大小取決于V(標(biāo))的大小,即V(標(biāo))偏大或偏小,則c(測(cè))偏大或偏小。A中滴定管沒(méi)有潤(rùn)洗,鹽酸被稀釋,消耗鹽酸的體積增加,濃度偏高;B中錐形瓶如果用氫氧化鈉溶液潤(rùn)洗,則消耗鹽酸的體積增加,濃度偏高;C中加入蒸餾水,并沒(méi)有改變?nèi)苜|(zhì)的物質(zhì)的量,測(cè)定結(jié)果不變;D中,如果把移液管尖嘴處液體吹入,則氫氧化鈉的量增加,消耗鹽酸的體積增加,濃度偏高。
2.在t ℃時(shí),某Ba(OH)2的稀溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=12。向該溶液中逐滴加入pH=c的鹽酸,測(cè)得混合溶液的部分pH如下表所示:
序號(hào)
氫氧化鋇溶液的體積/mL
鹽酸的體積/mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
8
②
22.00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
假設(shè)溶液混合后的體積變化忽略不計(jì),則c為( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:選B Ba(OH)2溶液的pH=8,即a=8,再根據(jù)a+b=12,則b=4,該溫度下KW=10-12;當(dāng)恰好完全中和時(shí),溶液的pH=6,即加鹽酸的體積為22.00 mL時(shí),恰好完全中和,根據(jù)c(H+)×22.00 mL=c(OH-)×22.00 mL,又c(OH-)=10-4 mol·L-1,則鹽酸c(H+)=10-4 mol·L-1,pH=4,即c=4。
3.室溫下,用0.1 mol·L-1氨水分別滴定20.0 mL 0.1 mol·L-1的鹽酸和醋酸,曲線如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.Ⅰ曲線表示的是滴定鹽酸的曲線
B.x=20
C.滴定過(guò)程中的值逐漸減小
D.當(dāng)Ⅰ曲線和Ⅱ曲線pH均為7時(shí),一溶液中的c(Cl-)等于另一溶液中的c(CH3COO-)
解析:選C 滴定開(kāi)始時(shí)0.1 mol·L-1鹽酸pH=1,0.1 mol·L-1醋酸pH>1,所以滴定鹽酸的曲線是圖Ⅱ,滴定醋酸的曲線是圖Ⅰ,A錯(cuò)誤;用0.1 mol·L-1氨水滴定20.0 mL 0.1 mol·L-1的鹽酸,兩者恰好反應(yīng),消耗20.0 mL 0.1 mol·L-1氨水,但反應(yīng)生成氯化銨,氯化銨水解溶液呈酸性,所以溶液呈中性時(shí),堿應(yīng)過(guò)量,B錯(cuò)誤;NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=只與溫度有關(guān),隨著氨水的加入,c(OH-)在增大,所以滴定過(guò)程中的值逐漸減小,C正確;當(dāng)Ⅰ曲線和Ⅱ曲線pH均為7時(shí),分別存在電荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),c(NH)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),都存在:c(H+)=c(OH-),所以c(NH)=c(Cl-),c(NH)=c(CH3COO-),在鹽酸中,氨水過(guò)量,在醋酸中,氨水恰好反應(yīng),所以鹽酸中c(NH)大,則c(Cl-)>c(CH3COO-),D錯(cuò)誤。
4.常溫下,pH=13的強(qiáng)堿溶液與pH=2的強(qiáng)酸溶液混合(體積變化忽略不計(jì)),所得混合液的pH=11,則強(qiáng)堿與強(qiáng)酸的體積比是( )
A.11∶1 B.9∶1
C.1∶11 D.1∶9
解析:選D 酸堿反應(yīng)后所得混合液的pH=11,溶液呈堿性,OH-過(guò)量,設(shè)強(qiáng)堿溶液的體積為x L,強(qiáng)酸溶液的體積為y L,pH=13的強(qiáng)堿溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,pH=2的強(qiáng)酸溶液,c(H+)=0.01 mol·L-1,混合后pH=11,則=0.001 mol·L-1,解得x∶y=1∶9。
5.常溫下,將pH=3的鹽酸a L分別與下列三種溶液混合后,混合溶液均呈中性:
①1×10-3 mol·L-1的氨水b L
②c(OH-)=1×10-3 mol·L-1的氨水c L
③c(OH-)=1×10-3 mol·L-1的Ba(OH)2溶液d L
其中a、b、c、d的關(guān)系正確的是( )
A.b>a=d>c B.a(chǎn)=b>c>d
C.a(chǎn)=b>d>c D.c>a=d>b
解析:選A pH=3的鹽酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,與c(OH-)=1×10-3 mol·L-1的Ba(OH)2溶液混合,混合溶液呈中性時(shí)二者的體積相等,即d=a;NH3·H2O為弱電解質(zhì),1×10-3 mol·L-1的氨水中c(OH-)<1×10-3 mol·L-1,因此1×10-3 mol·L-1的氨水和c(OH-)=1×10-3 mol·L-1的氨水分別與鹽酸混合,混合溶液呈中性時(shí),b>a,c<a。
6.如圖曲線a和b是鹽酸與氫氧化鈉的相互滴定的滴定曲線,下列敘述正確的是( )
A.鹽酸的物質(zhì)的量濃度為 1 mol·L-1
B.P點(diǎn)時(shí)反應(yīng)恰好完全,溶液呈中性
C.曲線a是鹽酸滴定氫氧化鈉的滴定曲線
D.酚酞不能用作本實(shí)驗(yàn)的指示劑
解析:選B 根據(jù)曲線a知,滴定前鹽酸的pH=1,c(HCl)=0.1 mol·L-1,A錯(cuò)誤;P點(diǎn)表示鹽酸與氫氧化鈉恰好完全中和,溶液呈中性,B正確;曲線a是氫氧化鈉溶液滴定鹽酸的曲線,曲線b是鹽酸滴定氫氧化鈉溶液的曲線,C錯(cuò)誤;強(qiáng)酸與強(qiáng)堿相互滴定,可以用酚酞作指示劑,D錯(cuò)誤。
7.常溫下,向20 mL某濃度的硫酸溶液中滴入0.1 mol·L-1氨水,溶液中水電離的氫離子濃度隨加入氨水的體積變化如圖。下列分析正確的是( )
A.V=40
B.c點(diǎn)所示溶液中:c(H+)-c(OH-)=2c(NH3·H2O)
C.NH3·H2O的電離常數(shù)K=10-4
D.d點(diǎn)所示溶液中:c(NH)=2c(SO)
解析:選D A項(xiàng),c點(diǎn)水的電離程度最大,說(shuō)明此時(shí)c(NH)最大,對(duì)水的電離促進(jìn)程度最大,氨水與硫酸恰好完全反應(yīng)生成(NH4)2SO4,氨水體積為0時(shí),水電離出c(H+)=1×10-13 mol·L-1,水電離出c(OH-)=1×10-13 mol·L-1,溶液中的c(H+)=0.1 mol·L-1,c(H2SO4)=0.05 mol·L-1,消耗氨水的體積也是20 mL,即V=20,錯(cuò)誤;B項(xiàng),c點(diǎn)所示溶液是(NH4)2SO4溶液,由質(zhì)子守恒得:c(H+)-c(OH-)=c(NH3·H2O),錯(cuò)誤;C項(xiàng),由c點(diǎn)并由NH+H2ONH3·H2O+H+得此時(shí)NH水解常數(shù)Kh====6.27×10-10,由Kh·K(NH3·H2O)=KW得,K(NH3·H2O)===1.6×10-5,錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)電荷守恒:c(H+)+c(NH)=2c(SO)+c(OH-),而溶液呈中性c(OH-)=c(H+),所以c(NH)=2c(SO),正確。
8.(xx·揚(yáng)州一模)下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符合的是( )
A.圖甲表示KNO3的溶解度曲線,a點(diǎn)所示溶液是80 ℃時(shí)KNO3的不飽和溶液
B.圖乙表示用水稀釋pH相同的鹽酸和醋酸,Ⅰ表示醋酸,Ⅱ表示鹽酸
C.圖丙表示0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1CH3COOH溶液所得到的滴定曲線
D.圖丁表示將NH3通入醋酸溶液的過(guò)程中,溶液導(dǎo)電性的變化
解析:選A a點(diǎn)在溶解度曲線下方,是不飽和溶液,A正確;醋酸是弱酸,加水稀釋促進(jìn)電離,pH變化比鹽酸小,Ⅱ表示醋酸,Ⅰ表示鹽酸,B錯(cuò)誤;0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH>1,C錯(cuò)誤;醋酸是弱電解質(zhì),通入NH3生成強(qiáng)電解質(zhì)醋酸銨,導(dǎo)電性增強(qiáng),D錯(cuò)誤。
9.用0.1 mol·L-1的NaOH溶液分別滴定0.1 mol·L-120.00 mL X、Y、Z三種酸溶液。溶液pH與加入NaOH溶液體積之間的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.Z為一元強(qiáng)酸
B.a(chǎn)、b、c點(diǎn)中b點(diǎn)的陰離子的物質(zhì)的量濃度最大
C.d點(diǎn)的c(OH-)為0.02 mol·L-1(忽略鹽類的水解)
D.X和Y為一元弱酸,且其電離常數(shù)Ka(X)<Ka(Y)
解析:選B 三種酸溶液的初始濃度均為0.1 mol·L-1,由題圖中看出滴定前Z溶液的pH=1,則Z為一元強(qiáng)酸,且酸性Z>Y>X,電離常數(shù)Ka(Y)>Ka(X),A、D項(xiàng)正確;Z為強(qiáng)酸,完全電離,且c點(diǎn)時(shí)加入的NaOH溶液體積最小,故c點(diǎn)的陰離子濃度最大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;d點(diǎn)時(shí),NaOH溶液過(guò)量10 mL,而此時(shí)溶液總體積為50 mL,相當(dāng)于將NaOH溶液稀釋5倍,此時(shí)c(OH-)=0.02 mol·L-1,C項(xiàng)正確。
10.(xx·蘇州一模)常溫下,用0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴20.00 mL 0.100 0 mol·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲線如圖。下列說(shuō)法正確的是( )
A.點(diǎn)①所示的溶液中:c(Na+)+c(H+)>c(CH3COOH)+c(OH-)
B.點(diǎn)②所示的溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.點(diǎn)③所示的溶液中:c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
D.點(diǎn)④所示的溶液中:2c(OH-)-2c(H+)=c(CH3COO-)+3c(CH3COOH)
解析:選AD 點(diǎn)①溶液中溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的CH3COOH和CH3COONa,由電荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),溶液呈酸性,CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,故c(CH3COO-)>c(CH3COOH),A正確;點(diǎn)②溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),結(jié)合電荷守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-),B錯(cuò)誤;點(diǎn)③溶液呈堿性,c(OH-)>c(H+),C錯(cuò)誤;點(diǎn)④溶液中物料守恒為2c(Na+)=3c(CH3COO-)+3c(CH3COOH),代入電荷守恒式可得2c(OH-)-2c(H+)=c(CH3COO-)+3c(CH3COOH),D正確。
11.過(guò)氧化氫是重要的氧化劑、還原劑,它的水溶液又稱為雙氧水。某化學(xué)興趣小組取一定量的過(guò)氧化氫溶液,準(zhǔn)確測(cè)定了過(guò)氧化氫的含量。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
(1)移取10.00 mL密度為ρ g·mL-1的過(guò)氧化氫溶液至250 mL________(填儀器名稱)中,加水稀釋至刻度,搖勻。移取稀釋后的過(guò)氧化氫溶液25.00 mL至錐形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸餾水稀釋,作被測(cè)試樣。
(2)用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被測(cè)試樣,其反應(yīng)的離子方程式如下,請(qǐng)將相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)及化學(xué)式填寫(xiě)在方框里。
MnO+H2O2+H+===Mn2++H2O+
(3)滴定時(shí),將高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液注入________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________________________。
(4)重復(fù)滴定三次,平均耗用c mol·L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL,則原過(guò)氧化氫溶液中過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______________________。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡,滴定后氣泡消失,則測(cè)定結(jié)果__________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
解析:(1)根據(jù)題意應(yīng)該選用容量瓶。(2)殘缺方程式配平首先應(yīng)確定缺什么,分析可知缺的是O2,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,配平化學(xué)方程式。(3)由于高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液具有強(qiáng)氧化性,所以只能使用酸式滴定管。滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴高錳酸鉀溶液,溶液呈淺紅色,且30秒內(nèi)不褪色。(4)根據(jù)配平的化學(xué)方程式計(jì)算出過(guò)氧化氫的量,最后計(jì)算出原過(guò)氧化氫溶液中過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。(5)若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡,滴定后氣泡消失,有一部分溶液占據(jù)了氣泡的體積,并沒(méi)有滴入錐形瓶,則測(cè)定結(jié)果偏高。
答案:(1)容量瓶 (2)2 5 6 2 8 5 O2↑
(3)酸式 滴入最后一滴高錳酸鉀溶液,溶液呈淺紅色,且30秒內(nèi)不褪色
(4) (5)偏高
12.某學(xué)生用0.200 0 mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸,其操作可分為如下幾步:
①用蒸餾水洗滌堿式滴定管,并注入NaOH溶液至“0”刻度線以上
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充滿液體
③調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”刻度線稍下,并記下讀數(shù)
④量取20.00 mL待測(cè)液注入潔凈的錐形瓶中,并加入3 mL酚酞溶液
⑤用標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),記下滴定管液面讀數(shù)
請(qǐng)回答:
(1)以上步驟有錯(cuò)誤的是________(填編號(hào))。
(2)用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定時(shí),應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液注入______(從圖中選填“甲”或“乙”)中。
(3)下列操作會(huì)引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大的是______(填字母)。
A.在錐形瓶裝液前,留有少量蒸餾水
B.滴定前,滴定管尖嘴有氣泡,滴定后無(wú)氣泡
C.錐形瓶先用蒸餾水洗滌后,未用待測(cè)液潤(rùn)洗
D.用酸式滴定管量取液體時(shí),釋放液體前滴定管前端有氣泡,之后消失
(4)滴定時(shí),左手控制滴定管,右手搖動(dòng)錐形瓶,眼睛注視______________。判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:錐形瓶中溶液_________________________________________。
(5)以下是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表
滴定次數(shù)
鹽酸體積(mL)
NaOH溶液體積讀數(shù)(mL)
滴定前
滴定后
1
20.00
0.00
21.30
2
20.00
0.00
16.30
3
20.00
0.00
16.32
通過(guò)計(jì)算可得,該鹽酸濃度為_(kāi)_____ mol·L-1。
解析:(1)①堿式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤(rùn)洗就直接注入標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液,標(biāo)準(zhǔn)液的濃度偏小,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大,根據(jù)c(待測(cè))=V(標(biāo)準(zhǔn))×c(標(biāo)準(zhǔn)) ÷V(待測(cè)),可知c(待測(cè))偏大;④酸堿指示劑酚酞是弱電解質(zhì),也會(huì)反應(yīng)消耗酸或堿,為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,酚酞一般滴加1滴或2滴,錯(cuò)誤。
(2)NaOH溶液,應(yīng)裝在堿式滴定管乙中。
(3)A項(xiàng),在錐形瓶裝液前,留有少量蒸餾水,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響,錯(cuò)誤;B項(xiàng),滴定前,滴定管尖嘴有氣泡,滴定后無(wú)氣泡,使標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,導(dǎo)致待測(cè)溶液的濃度偏高,正確;C項(xiàng),錐形瓶用蒸餾水洗滌后,未用待測(cè)液潤(rùn)洗,不產(chǎn)生誤差,錯(cuò)誤;D項(xiàng),用酸式滴定管量取液體時(shí),釋放液體前滴定管前端有氣泡,之后消失,則待測(cè)溶液體積偏少,反應(yīng)消耗標(biāo)準(zhǔn)酸溶液的體積偏小,使測(cè)得濃度偏低,錯(cuò)誤。
(4)滴定時(shí),左手控制滴定管,右手搖動(dòng)錐形瓶,眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化;判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:錐形瓶中溶液由無(wú)色變成淺紅色,且半分鐘內(nèi)不變色。
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大,舍去,V(NaOH)=(16.30+16.32)÷2=16.31 mL,c(NaOH)·V(NaOH)=c(HCl)·V(HCl),c(HCl)=[c(NaOH)·V(NaOH)]÷V(HCl)=(0.200 0 mol·L-1×16.31 mL)÷20.00 mL=0.163 1 mol·L-1。
答案:(1)①④ (2)乙 (3)B
(4)錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化 由無(wú)色變成淺紅色,且半分鐘內(nèi)不變色 (5)0.163 1
13.信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了威脅。某研究性學(xué)習(xí)小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后,得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線:
(1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________。
(2)第②步加H2O2的作用是_________________________________________________。
(3)該探究小組提出兩種方案測(cè)定CuSO4·5H2O晶體的純度。
方案一:取a g試樣溶于水,加入過(guò)量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(原理為I2+2S2O===2I-+S4O),到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。
①CuSO4溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________。
方案二:取a g試樣配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干擾離子后,用c mol·L-1 EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反應(yīng)如下:
Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H+。
②寫(xiě)出計(jì)算CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w=________。
③下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO4·5H2O含量的測(cè)定結(jié)果偏高的是________(填字母)。
a.未干燥錐形瓶 b.滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡c.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子
解析:(1)銅與濃硝酸電離的NO和濃硝酸、稀硫酸電離的H+反應(yīng)產(chǎn)生NO2或NO。(2)第②步加入H2O2是將Fe2+氧化為Fe3+,H2O2為綠色氧化劑,還原產(chǎn)物為H2O,無(wú)污染。(3)①Cu2+氧化I-得CuI沉淀和I2,利用化合價(jià)升降法配平。②從滴定反應(yīng)知,n(Cu2+)=n(EDTA),所以有:×=c mol·L-1×6×10-3 L,解得w==×100 %。③a項(xiàng),對(duì)上式中各量沒(méi)有影響;b項(xiàng),滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡,讀數(shù)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小,結(jié)果偏低;c項(xiàng),使EDTA的量增大,所以測(cè)定結(jié)果偏高。
答案:(1)Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)將Fe2+氧化成Fe3+
(3)①2Cu2++4I-===2CuI↓+I(xiàn)2?、?#215;100% ③c